简介

ReentrantLock 提供了与synchronized相同的互斥性和内存可见性，提供了可重入的加锁语义，能够对共享资源能够重复加锁，即当前线程获取该锁再次获取不会被阻塞。

与synchronized相比，它还为处理锁的不可用性提供了更高的灵活性，与此同时，ReentrantLock 还支持公平锁和非公平锁两种方式。

ReentrantLock底层使用了CAS+AQS队列实现

CAS（Compare and Swap）

CAS是一种无锁算法。

有3个操作数：内存值V、旧的预期值A、要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。

该操作是一个原子操作，被广泛应用在Java的底层实现中。

在Java中，CAS主要是由sun.misc.Unsafe这个类通过JNI调用CPU底层指令实现。

1、CAS是CPU指令级的操作，只有一步原子操作

2、CAS避免了请求操作系统来裁定锁的问题，这一操作不需要OS操作系统参与，也就是不需要用户态和内核态的切换，效率很高

do {
  备份旧数据;
  基于旧数据构造新数据;
} while ( !CAS( 内存地址, 备份的旧数据, 新数据 ))

AQS

AQS，即AbstractQueuedSynchronizer，队列同步器，它是Java并发用来构建锁和其他同步组件的基础框架。

AQS使用一个FIFO的队列，先进先出，（也叫CLH队列，是CLH锁的一种变形），表示排队等待锁的线程。队列头节点称作“哨兵节点”或者“哑节点”，它不与任何线程关联。其他的节点与等待线程关联，每个节点维护一个等待状态waitStatus

CLH锁其实就是一种是基于逻辑队列非线程饥饿的一种自旋公平锁，由于是 Craig、Landin 和 Hagersten三位大佬的发明，因此命名为CLH锁。

加锁lock()方法

第一种描述：

1、tryAcquire()

1.1检查state字段，若为0，表示锁未被占用，那么尝试占用；

1.2若不为0，检查当前锁是否被自己占用，若被自己占用，则更新state字段，表示重入锁的次数。

1.3如果以上两点都没有成功，则获取锁失败，返回false。

2、失败后，就要把线程加入到CLH队列中，addWaiter()加入AQS双向链表队列。

3、写入队列后，需要挂起当前线程，利用 LockSupport 的 part 方法来挂起当前线程的，直到被唤醒，for(;;) 自旋挂起。

第二种描述：

1 ReentrantLock先通过CAS尝试获取锁，获取到了就直接走。

1.1如果此时锁已经被占用，该线程加入AQS队列并wait()

1.2当前驱线程的锁被释放，挂在CLH队列为首的线程就会被notify()，然后继续CAS尝试获取锁，此时：

    1.2.1如果是非公平锁，如果有其他线程尝试lock()，有可能被其他刚好申请锁的线程抢占。

    1.2.2如果是公平锁，只有在CLH队列头的线程才可以获取锁，新来的线程只能插入到队尾。

解锁unlock()方法

1、释放时候，state–，通过state==0判断锁是否完全被释放。

2、成功释放锁的话，唤起一个被挂起的线程，使用LockSupport unpark来唤醒线程

可重入锁

字面意思是再进入的锁，对于 synchronized 关键字所使用的锁也是可重入的，两者关于这个的区别不大。

两者都是同一个线程每进入一次，锁的计数器都自增1，所以要等到锁的计数器下降为0时才能释放锁。

PS：维护了state来统计这个线程的锁的计数。

公平锁和非公平锁的区别

锁的公平性是相对于获取锁的顺序而言的。

如果是一个公平锁，锁的获取顺序就应该符合请求的绝对时间顺序，也就是FIFO，线程获取锁的顺序和调用lock的顺序一样，能够保证老的线程排队使用锁，新线程仍然排队使用锁。

非公平锁只要CAS设置同步状态成功，则表示当前线程获取了锁，线程获取锁的顺序和调用lock的顺序无关，全凭运气，也就是老的线程排队使用锁，但是无法保证新线程抢占已经在排队的线程的锁。

ReentrantLock默认使用非公平锁，是基于性能考虑，公平锁为了保证线程规规矩矩地排队，需要增加阻塞和唤醒的时间开销。如果直接插队获取非公平锁，跳过了对队列的处理，速度会更快。

ReenTrantLock独有的

1、可以指定是公平锁还是非公平锁。而 synchronized 只能是非公平锁。所谓的公平锁就是先等待的线程先获得锁。

2、提供了一个 Condition（条件）类，用来实现分组唤醒需要唤醒的线程们，而不是像synchronized 要么随机唤醒一个线程要么唤醒全部线程。

3、提供了一种能够中断等待锁的线程的机制，通过 lock.lockInterruptibly() 来实现这个机制。

Varhandle介绍

Unsafe 是不建议开发者直接使用的，因为 Unsafe 所操作的并不属于Java标准，会容易带来一些安全性的问题。

JDK9 之后，官方推荐使用 java.lang.invoke.Varhandle 来替代 Unsafe 大部分功能，对比 Unsafe ，Varhandle 有着相似的功能，但会更加安全，并且，在并发方面也提高了不少性能。

Varhandle是对变量或参数定义的变量系列的动态强类型引用，包括静态字段，非静态字段，数组元素或堆外数据结构的组件。

在各种访问模式下都支持访问这些变量，包括简单的读/写访问，volatile 的读/写访问以及 CAS (compare-and-set)访问。简单来说 Variable 就是对这些变量进行绑定，通过 Varhandle 直接对这些变量进行操作。

总结

1、每一个ReentrantLock自身维护一个AQS队列记录申请锁的线程信息。

2、通过大量CAS保证多个线程竞争锁的时候的并发安全。

3、可重入的功能是通过维护state变量来记录重入次数实现的。

4、公平锁需要维护队列，通过AQS队列的先后顺序获取锁，缺点是会造成大量线程上下文切换。

5、非公平锁可以直接抢占，所以效率更高。

6、JDK9后实现AQS是用 Varhandle ，JDK1.8是用 Unsafe

唠嗑广场

投资没有银弹，工作也没有银弹。

想买入一家公司，然后再也不理他，一劳永逸，这是偷懒的表现，没有一劳永逸的好事。

工作也是如此，心心念念想找一家公司没有竞争，躺平，一劳永逸到退休，也是一种偷懒，只是银行岗位相对压力小而已，但铁饭碗是不可能的。

就没有铁饭碗，包括公务员也不是铁饭碗，因为人是活在预期内的，是活在未来的，就算在公务员里干着，心态也会变化，只要心态发生变化，动作就会变化。

没有什么是不可替代的，只是成本大小而已，连总统都可以换，何况你的小小工作？不可替代是不可能的，只有提高你的替换成本。

你想想，支付宝的总裁也可以换，大把的人可以新上任这个岗位，打工就是如此，只有提高你的价值，下岗了不怕，甚至可以换到更好的，就不怕。现在行情不好，换到更差的，其实也不怕的。

这和西风说的追求变化一样，追求变化，享受当下，逻辑是一样的。